气体的状态参量优秀课件.ppt

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1、气体的状态参量第1页，本讲稿共33页一、气体的状态参量一、气体的状态参量1、温度、温度T热力学温度热力学温度：开尔文：开尔文T=t 273 K2、体积、体积V就是气体所充满的容器的体积就是气体所充满的容器的体积.单位：有单位：有、升、升(L)、毫升、毫升(mL)等等1 m3 103 升升=106 毫升毫升3、压强、压强 p产生：气体分子频繁碰撞容器壁产生：气体分子频繁碰撞容器壁而产生的容器单位面积上的压力而产生的容器单位面积上的压力.单位：单位：Pa（帕斯卡）（帕斯卡）、大气压、大气压、mmHg柱等柱等1大气压大气压=760 mmHg柱柱=1.013 105 Pa第2页，本讲稿共33页二二、一

2、定质量的气体状态参量之间的关系一定质量的气体状态参量之间的关系:在物理学中，当需要研究三个物理量之间的关系时，往在物理学中，当需要研究三个物理量之间的关系时，往往采用往采用“控制变量法控制变量法”保持一个量不变，研究其它两保持一个量不变，研究其它两个量之间的关系，然后综合起来得出所要研究的几个量之个量之间的关系，然后综合起来得出所要研究的几个量之间的关系，间的关系，1、等温变化：、等温变化：当温度当温度(T)保持不变时保持不变时,体积体积(V)和压强和压强(p)之间的关系。之间的关系。一定质量的某种气体一定质量的某种气体,在温度保持不变的情况下，压强在温度保持不变的情况下，压强p与体积与体积V

3、成反比成反比.或压强或压强p与体积与体积V的乘积保持不变的乘积保持不变.pV=常量常量 玻马定律玻马定律第3页，本讲稿共33页2、等容变化：、等容变化：当体积当体积(V)保持不变时保持不变时,压强压强(p)和温度和温度(T)之间的关系。之间的关系。一定质量的某种气体一定质量的某种气体,在体积保持不变的情况下在体积保持不变的情况下,压强压强p与与热力学温度热力学温度T成正比成正比.3、等压变化：、等压变化：当压强当压强(p)保持不变时保持不变时,体积体积(V)和温度和温度(T)之间的关系之间的关系.一定质量的某种气体一定质量的某种气体,在压强在压强p保持不变的情况下保持不变的情况下,体积体积V与

4、热与热力学温度力学温度T成正比成正比.4、气态方程：、气态方程：n为气体的摩尔数，为气体的摩尔数，R为普适气体恒量为普适气体恒量第4页，本讲稿共33页三三、等温变化的图象：等温变化的图象：次数次数12345压强（压强（105Pa)3.02.52.01.51.0体积体积(L)1.31.62.02.74.0p（105Pa)V(L)1230 01234p（105Pa)1/V(L1)1230 00.20.40.60.8第5页，本讲稿共33页四、四、气体压强的微观意义气体压强的微观意义 气体的压强是大量的气体分子频繁地碰撞容器器壁而产生气体的压强是大量的气体分子频繁地碰撞容器器壁而产生的。的。气体的压强

5、就是大量的气体分子作用在器壁单位面积上气体的压强就是大量的气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力。的平均作用力。单位体积内的分子数单位体积内的分子数n0越大越大,气体的平均速率越大气体的平均速率越大,气体的压强越大。气体的压强越大。五、气体分子运动的特点五、气体分子运动的特点 分子间的距离较大，分子间的相互作用力很微弱；分子间的距离较大，分子间的相互作用力很微弱；分子间的碰撞十分频繁；分子间的碰撞十分频繁；分子沿各个方向运动的机会均等；分子沿各个方向运动的机会均等；分子的速率按一定规律分布（分子的速率按一定规律分布（“中间多，两头少中间多，两头少”）。）。第6页，本讲稿共33页1.如图所示，

6、竖直放置的弯曲管如图所示，竖直放置的弯曲管A端开口，端开口，B端封闭，密度为端封闭，密度为的液体将两段空气封闭在管内，管内液面高度差分别为的液体将两段空气封闭在管内，管内液面高度差分别为 h1、h2 和和 h3，则，则 B端气体的压强为（已知大气压强为端气体的压强为（已知大气压强为P0）()A.P0-g（h1+h2-h3）B.P0-g（h1+h3）C.P0-g（h1+h3-h2）D.P0-g（h1+h2）Bh1h2h3AB第7页，本讲稿共33页2.一定质量的气体，压强保持不变，下列过程可一定质量的气体，压强保持不变，下列过程可以实现的是以实现的是 （）（）A.温度升高，体积增大温度升高，体积增

7、大 B.温度升高，体积减小温度升高，体积减小C.温度不变，体积增大温度不变，体积增大 D.温度不变，体积减小温度不变，体积减小A第8页，本讲稿共33页3.对于一定质量的理想气体对于一定质量的理想气体,下列说法正确的是下列说法正确的是 ()(A）压强增大，体积增大，分子的平均动能一定增大）压强增大，体积增大，分子的平均动能一定增大(B）压强减小，体积减小，分子的平均动能一定增大）压强减小，体积减小，分子的平均动能一定增大(C）压强减小，体积增大，分子的平均动能一定增大）压强减小，体积增大，分子的平均动能一定增大(D)压强增大，体积减小，分子的平均动能一定增大压强增大，体积减小，分子的平均动能一定

8、增大A 第9页，本讲稿共33页 4.对一定质量的理想气体，下列判断正确的是对一定质量的理想气体，下列判断正确的是 ()A气体对外做功，温度一定降低气体对外做功，温度一定降低B气体吸热，温度也可能降低气体吸热，温度也可能降低C气体体积不变，压强增大，内能一定增大气体体积不变，压强增大，内能一定增大D气体温度不变，压强增大，内能一定减小气体温度不变，压强增大，内能一定减小B C第10页，本讲稿共33页5固固定定的的气气缸缸内内由由活活塞塞封封闭闭着着一一定定量量的的理理想想气气体体，活活塞塞在在拉拉力力F作作用用下下缓缓慢慢地地向向右右移移动动，如如图图所所示示假假设设气气缸缸壁壁和和活活塞塞都都

9、是是不不导导热热的的材材料料，在在拉拉动动活活塞塞的的过过程程中中，则下列说法正确的是则下列说法正确的是 （）A气体对外做功，气体内能减小气体对外做功，气体内能减小 B外力外力F做正功，气体内能增加做正功，气体内能增加C气体温度升高、压强减小气体温度升高、压强减小D每个气体分子的动能都减小每个气体分子的动能都减小FA第11页，本讲稿共33页6对对一一定定质质量量的的气气体体，若若用用N表表示示单单位位时时间间内内与与气气壁壁单单位位面积碰撞的分子数，则面积碰撞的分子数，则 ()A当体积减小时，当体积减小时，N必定增加必定增加B当温度升高时，当温度升高时，N必定增加必定增加C当压强不变而体积和温

10、度变化时，当压强不变而体积和温度变化时，N必定变化必定变化D当压强不变而体积和温度变化时，当压强不变而体积和温度变化时，N可能不变可能不变C第12页，本讲稿共33页7.封闭在气缸内一定质量的气体封闭在气缸内一定质量的气体,如果保持气体体积不变如果保持气体体积不变,当当温度升高时温度升高时,以下说法正确的是以下说法正确的是:()A.气体的密度增大气体的密度增大 B.气体的压强增大气体的压强增大 C.气体分子的平均动能减小气体分子的平均动能减小 D.每秒撞击单位面积器壁的分子数增多每秒撞击单位面积器壁的分子数增多B D第13页，本讲稿共33页8下列说法正确的是下列说法正确的是 ()A气体的温度升高

11、时，并非所有分子的速率都增大气体的温度升高时，并非所有分子的速率都增大B盛盛有有气气体体的的容容器器作作减减速速运运动动时时，容容器器中中气气体体的的内内能能随随之之减减小小C理理想想气气体体在在等等容容变变化化过过程程中中，气气体体对对外外不不做做功功，气气体体的的内能不变内能不变D一定质量的理想气体经等温压缩后，其压强一定增大一定质量的理想气体经等温压缩后，其压强一定增大A D第14页，本讲稿共33页9.对一定质量的气体，下列说法中正确的是对一定质量的气体，下列说法中正确的是 ()A.温度升高，压强一定增大温度升高，压强一定增大 B.温度升高，分子热运动的平均动能一定增大温度升高，分子热运

12、动的平均动能一定增大C.压强增大，体积一定减小压强增大，体积一定减小 D.吸收热量，可能使分子热运动加剧、气体体积增大吸收热量，可能使分子热运动加剧、气体体积增大B D第15页，本讲稿共33页10.下列说法中正确的是下列说法中正确的是 ()A.一定质量的气体被压缩时，气体压强不一定增大一定质量的气体被压缩时，气体压强不一定增大B.一定质量的气体温度不变压强增大时，其体积也增大一定质量的气体温度不变压强增大时，其体积也增大C.气体压强是由气体分子间的斥力产生的气体压强是由气体分子间的斥力产生的D.在失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁没有压强在失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁没有压强A第16

13、页，本讲稿共33页2004年江苏年江苏卷卷5、甲、乙两个相同的密闭容器中分别装有等质量的同甲、乙两个相同的密闭容器中分别装有等质量的同种气体，已知甲、乙容器中气体的压强分别为种气体，已知甲、乙容器中气体的压强分别为p甲甲、p乙乙，且，且p甲甲0,C对对.由热力学第一定律由热力学第一定律 E=W+Q,得得Q0由热力学第一定律由热力学第一定律E=W+Q,Q0,吸热吸热.bc等温过程，等温过程，E=0,P减小减小,V增大增大,W 0,吸热吸热.cd等压过程，等压过程，T增大增大,E 0,V增大增大,W 0,吸热吸热.D第24页，本讲稿共33页06年湖南百校大联考年湖南百校大联考(一一)4、A气体压强

14、减小，内能增大气体压强减小，内能增大B外界对气体做功，气体内能不变外界对气体做功，气体内能不变C气体的压强增大，内能增大气体的压强增大，内能增大D气体对外界做功，气体内能减小气体对外界做功，气体内能减小4.如如图图所所示示,用用一一根根与与活活塞塞相相连连的的细细线线将将绝绝热热汽汽缸缸悬悬挂挂在在某某一一高高度度静静止止不不动动.汽汽缸缸开开口口向向上上,内内封封闭闭一一定定质质量量的的气气体体,缸缸内内活活塞塞可可自自由由活活动动且且不不漏漏气气.现现将将绳绳剪剪断断,让让汽汽缸缸自自由由下下落落,则则下下列说法正确的是列说法正确的是 （）解解:隔离汽缸隔离汽缸,受力如图示受力如图示:P1

15、=P0 Mg/SP0SP1SMg剪断绳剪断绳,汽缸自由下落汽缸自由下落,汽缸失重汽缸失重 P2=P0 P1 在很短时间内在很短时间内,汽缸的温度不可能变化汽缸的温度不可能变化,由玻马定律知体积减小由玻马定律知体积减小,外界对气体做功外界对气体做功 W0.绝热过程绝热过程,Q=0,由热力学第一定律由热力学第一定律 E=Q+W=W0,内能增大内能增大C第25页，本讲稿共33页左左BA右右如图示，一个密闭的绝热容器内，有一个绝热且与内壁如图示，一个密闭的绝热容器内，有一个绝热且与内壁光滑接触的活塞将它隔成光滑接触的活塞将它隔成A、B两部分，在两部分，在A、B两部分空两部分空间内封有相同质量的空气，开

16、始时活塞被销钉固定，间内封有相同质量的空气，开始时活塞被销钉固定，A部分部分气体的体积大于气体的体积大于B部分气体的体积，温度相同。若拔出销部分气体的体积，温度相同。若拔出销钉后，活塞达到平衡时，关于活塞的位置，下面说法正钉后，活塞达到平衡时，关于活塞的位置，下面说法正确的是确的是 （）A.在原来位置在原来位置 B.在中间左侧位置在中间左侧位置C.在中间位置在中间位置 D.在中间右侧位置在中间右侧位置04年南京质量检测三年南京质量检测三4、解：解：由由 PV=mRT 得得 PA 0,绝热绝热Q=0,E=W+Q0,TA增大增大 对对B:V增大增大,W0,绝热绝热Q=0,E=W+Q VB 活塞在中

17、间右侧位置活塞在中间右侧位置.D第26页，本讲稿共33页9.分别以分别以p、V、T表示气体的压强、体积、温度，一定质量的理表示气体的压强、体积、温度，一定质量的理想气体，其初始状态表示为想气体，其初始状态表示为(p0、V0、T0),若分别经历如下两若分别经历如下两种变化过程：种变化过程：从从(p0、V0、T0)变为变为(p1、V1、T1)的过程中的过程中,温度保持不变温度保持不变(T1=T0)从从(p0、V0、T0)变为变为(p2、V2、T2)的过程中的过程中,既不吸热既不吸热,也不放热也不放热在上述两种变化过程中在上述两种变化过程中,如果如果V1=V2V0,则则 （）A.p1 p2,T1 T

18、2 B.p1 p2,T1 T2 C.p1 p2,T1 T2 D.p1 T2 2005年江苏卷年江苏卷9、A解解:在在中中,由热一律由热一律,E=W+Q Q=0 W0 E0 T2T2由气态方程由气态方程 p1V1/T1=p2V2/T2 V1=V2 T1 T2 p1 p2第27页，本讲稿共33页 如图所示如图所示,绝热隔板绝热隔板K把绝热的汽缸把绝热的汽缸分隔成体积相等的两部分分隔成体积相等的两部分,K与汽缸壁的接触是光滑的与汽缸壁的接触是光滑的.两部分中两部分中分别盛有相同质量分别盛有相同质量,相同温度的同种气体相同温度的同种气体a和和b.气体分子之间相气体分子之间相互作用势能可忽略互作用势能可

19、忽略.现通过电热丝对气体现通过电热丝对气体a加热一段时间后加热一段时间后,a,b各各自达到新的平衡自达到新的平衡,()A.a的体积增大了的体积增大了,压强变小了压强变小了B.b的温度升高了的温度升高了C.加热后加热后a的分子热运动比的分子热运动比b的分子热运动更激烈的分子热运动更激烈D.a增加的内能大于增加的内能大于b增加的内能增加的内能2005年理综全国卷年理综全国卷I 21、baK解解:气体气体a加热加热,温度升高温度升高,压强增大压强增大,K向右移动向右移动,a体积增大体积增大.对气体对气体b,由由E=W+Q,Q=0,W0,E 0,b的温度升高的温度升高 达到新的平衡后达到新的平衡后,两

20、边气体的压强相等两边气体的压强相等,VaVb 由由PV=nRT TaTb a的分子热运动比的分子热运动比b的分子热运动更激烈的分子热运动更激烈由于气体分子之间相互作用势能可忽略由于气体分子之间相互作用势能可忽略,又又ab气体的分子数相同气体的分子数相同,所以气体的内能只与温度有关所以气体的内能只与温度有关,TaTb a增加的内能大于增加的内能大于b增加的内能增加的内能B C D第28页，本讲稿共33页2005年上海卷年上海卷21、(10分分)内壁光滑的导热气缸竖直浸放在盛有冰水混合物的内壁光滑的导热气缸竖直浸放在盛有冰水混合物的水槽中，用不计质量的活塞封闭压强为水槽中，用不计质量的活塞封闭压强

21、为1.0l05Pa、体积为、体积为2.0l0-3m3的理想气体现在活塞上方缓缓倒上沙子，使封闭的理想气体现在活塞上方缓缓倒上沙子，使封闭气体的体积变为原来的一半，然后将气缸移出水槽，缓慢加气体的体积变为原来的一半，然后将气缸移出水槽，缓慢加热，使气体温度变为热，使气体温度变为127(1)求气缸内气体的最终体积；求气缸内气体的最终体积；(2)在在pV图上画出整个过程中图上画出整个过程中气缸内气体的状态变化气缸内气体的状态变化(大气压强为大气压强为1.0l05Pa)0P(105 Pa)V(10-3 m3)1.0 2.0 3.01.02.03.0第29页，本讲稿共33页 (1)在活塞上方倒沙的过程中

22、温度保持不变在活塞上方倒沙的过程中温度保持不变P0V0P1V1 在缓慢加热到在缓慢加热到127的过程中压强保持不变的过程中压强保持不变由由式解得式解得(2)如图所示如图所示由由式解得式解得P1P0V0/V1 2.0l05 Pa0P(105 Pa)V(10-3 m3)1.02.03.01.02.03.0解：解：第30页，本讲稿共33页2005年上海卷年上海卷15、15(6分分)一同学用下一同学用下图图装置研究一定装置研究一定质质量气体的量气体的压压强强与体与体积积的关系的关系实验过实验过程中温度保持不程中温度保持不变变最初，最初，U形管两臂中的形管两臂中的水水银银面面齐齐平，平，烧烧瓶中无水当用

23、注射器往瓶中无水当用注射器往烧烧瓶中注入水瓶中注入水时时，U形管两臂中的水形管两臂中的水银银面出面出现现高度差高度差实验实验的部分数据的部分数据记录记录在右表在右表(1)根据表中数据，在右根据表中数据，在右图图中画出中画出该实验该实验的的h1V关系关系图图线线(2)实验时实验时，大气，大气压压强强P0 cmHg气体体积气体体积V(ml)800674600531500水银面高度差水银面高度差h(cm)014.025.038.045.00-8040202040600.5 1.0 1.5 2.050h(cm)1/V(10-3 ml-1)(1)如右图所示如右图所示(2)P0V0=P2V2800P0=600(P0+25)P0=75.0cmHg75.0cmHg(74.5cmHg75.5cmHg)水水银银U形形管管烧烧瓶瓶装有水的注射器装有水的注射器第31页，本讲稿共33页第32页，本讲稿共33页题源04年模考05年模考06年模考04年高考05年高考06年高考早年高考其它例题合计题数24143213114166150392631112新编课件集所选题目的分类统计新编课件集所选题目的分类统计选题分类统计选题分类统计第33页，本讲稿共33页